O que é um microscópio de tunelamento de varredura?
Um microscópio de tunelamento de varredura (STM) é um tipo inovador de microscópio que, em vez de usar a luz refletindo como microscópios ópticos convencionais, usa o tunelamento quântico entre uma amostra e uma ponta da sonda para imaginar a superfície. As resoluções alcançadas por um STM podem chegar a uma resolução lateral de 0,1 nm e resolução de profundidade de 0,01 nm. Isso é algumas vezes maior que as resoluções alcançáveis usando os melhores microscópios eletrônicos.
Um STM pode funcionar em uma variedade de ambientes: além do vácuo ultra alto, também funciona em ambientes saturados com água, ar etc. Isso torna o microscópio muito flexível. No entanto, a superfície deve ser muito limpa e a ponta do STM é muito nítida, causando desafios práticos na imagem. O STM foi desenvolvido por Gerd Binnig e Heinrich Rohrer em 1981. Em 1986, eles ganharam um Prêmio Nobel de Física por seu trabalho no STMS.
Uma ponta STM é tão nítida que consiste em apenas um átomo. Quando a ponta é "monótona" e consiste em dois átomos rAter que um, isso leva a imagens mais confusas. O desafio de criar dicas suficientemente nítidas levou os pesquisadores a explorar o uso de nanotubos de carbono como dicas de STM, pois são muito rígidas e fáceis de produzir. Às vezes, a ponta é chamada de "caneta", e uma combinação de platina-irídio está entre os materiais de ponta mais usados.
Como muitos outros microscópios, o amortecimento avançado de vibração é frequentemente necessário para criar um STM útil. Nos primeiros sistemas, foram utilizados esquemas de levitação magnética, embora hoje os sistemas baseados na primavera sejam mais populares. Logo após o STMS se tornar conhecimento comum, um aluno do ensino médio conseguiu criar um bruto usando apenas cerca de US $ 100 em dólares (USD) de materiais. Um osciloscópio foi usado como uma tela de imagem.
A ponta de um STM é guiada por um "piezo" ou cristal piezoelétrico, que se inclina de uma maneira pequena, mas muito previsível, em resposta a um FI elétricoELD. Em um STM, o movimento da ponta é completamente controlado por computador.